Resumen

El acoplamiento de la red de juntas y las aguas subterráneas en la roca en condiciones de sesgo tiene un impacto significativo en la deformación y el fallo de la roca circundante debido a la excavación del túnel. Este trabajo estudia la deformación y el fallo de la roca circundante tras la excavación de un túnel bajo diferentes condiciones de red de juntas y agua subterránea. En este trabajo se propone un método de modelización de la red de juntas compuesta basado en elementos finitos, y se analizan y comparan mediante cálculos numéricos los parámetros típicos de la roca circundante, como el tamaño de la zona plástica, el desplazamiento vertical y el desplazamiento lateral. De acuerdo con los diferentes estratos y condiciones hidráulicas consideradas, se establecen y estudian cuatro modelos numéricos bajo cuatro condiciones de trabajo diferentes. Se obtienen las leyes de deformación y fallo de la roca circundante durante la excavación del túnel. Los resultados muestran que con una red de juntas simple, cuando no hay influencia de las aguas subterráneas, la roca circundante sufre principalmente el fallo por cizallamiento en la corona del arco después de la excavación del túnel. Cuando se considera la influencia del agua subterránea, hay diferencias en el modo de daño entre los lados izquierdo y derecho del túnel. El estrato que se encuentra aproximadamente a 1 m del revestimiento se rompe, y la pared lateral derecha falla aproximadamente a 1 m del punto de medición. En la roca con una red de juntas compuesta, cuando no se considera el agua subterránea, se producen dos tipos de fallos en la roca circundante cerca del túnel; sin embargo, en la roca circundante lejos del túnel predomina el fallo por cizallamiento. El estrato a unos 3,5 m de la corona del arco se fractura y la roca circundante a unos 5,5 m del punto de medición en la pared lateral derecha sufre fallos por separación. Bajo el doble efecto de las juntas y del agua subterránea, la roca blanda se deforma considerablemente. El gradiente hidráulico total disminuye de izquierda a derecha antes y después de la excavación del túnel. El gradiente hidráulico total de los estratos de la red de juntas compuestas es generalmente menor que el de la red de juntas simples. En los estratos de la red de juntas compuestas, el gradiente hidráulico total cerca del túnel cambia drásticamente. Esta investigación puede proporcionar una referencia para la ingeniería de túneles en condiciones similares.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:red de juntas compuestas, roca, excavación de túneles, gradiente hidráulico total, estrato de la red de juntas, influencia de las aguas subterráneas, red de juntas simple, pared lateral de derechos, fallo por cizallamiento, túnel
• Keywords:composite joint network, rock, tunnel excavation, total hydraulic gradient, joint network stratum, influence of groundwater, single joint network, rights sidewall, shear failure, tunnel